一种新型交错式反激变换器分析与设计

提出了一种新型交错式反激变换器拓扑。利用变压器漏感与开关管并联电容、钳位电容间的谐振,实现了开关管的零电压导通(ZVS),并消除了开关管关断时所产生的电压尖峰,减小了电压应力。该变换器具有拓扑简单、实现软开关动作、输出电流纹波小以及控制简单等优点。详细分析了该变换器的稳态工作原理以及实现软开关的条件,并通过仿真和实验对上述分析进行了验证。     

考虑SOC特性的微电网VSG运行参数边界分析

虚拟同步电机(virtual synchronous generator,VSG)在响应电网负荷波动时需要储能单元提供惯性功率。储能单元的荷电状态(state of charge,SOC)能够反映储能单元提供惯性功率的能力从而为VSG相关参数的取值提供参考。此外,为保证系统频率的稳定以及VSG系统的动态响应性能,提出VSG的虚拟转动惯量和阻尼系数的综合取值区域。同时,考虑储能单元荷电状态双向特性,分析综合取值区域的变化情况。在此取值区域内,能够防止储能单元功率超限的同时兼顾系统频率稳定和VSG动态响应性能。最后,使用Matlab/Simulink搭建相关仿真模型,验证所提方案的有效性。     

入网电压控制型逆变器直流分量的动态分析与消除

针对入网电压控制型逆变器的并网电流直流注入问题进行研究。基于轴压调节控制型的单相LCL型并网逆变器,建立并网数学模型,并结合逆变器的控制结构对并网电流注入直流分量的原因进行详细的数学分析与公式推导,结果表明直流分量的大小与电网电压幅值和频率的变化量近似呈线性关系。同时为了抑制和消除直流分量对逆变器并网系统所带来的不利影响,提出电流偏移补偿(CDC)控制策略,该策略在电网电压幅值波动和电网频率波动时能够有效地补偿并网电流中的直流分量,保证入网电压控制型逆变器优良的控制性能。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性与所提控制策略的有效性。     

基于L-C-D结构的高增益低应力直流变换器

在新能源发电系统中,需要通过直流升压变换器来实现光伏板、燃料电池输出电压的抬高。针对传统的高增益升压变换器存在开关电压应力高、结构复杂、电路损耗大等不足,提出了基于L-C-D结构的高增益低应力直流变换器。通过泵升电容和L-C-D结构的组合,有效提高电压增益,同时拥有较低开关应力和电感电流纹波。分析了该变换器的工作原理及稳态特性,给出了不同变换器之间的性能对比,最后通过实验验证了理论分析的正确性及所提变换器的可行性和优越性。     

基于正弦扰动注入的直流微网线路电感检测

在直流微网中,直流变换器与直流母线之间的线路电感将会引起系统失稳。基于直流微网的结构特性提出一种线路电感的检测方法,通过对系统控制单元注入高频正弦扰动信号,提取直流变换器输出电压和输出电流中的扰动分量信号,可对线路电感进行检测。根据此电感,引入反馈环节,对系统进行补偿,调整直流电源变换器的输出阻抗,提升系统的稳定性。在此分析了线路电感的检测原理和系统补偿原理,并通过实验验证所提方法的正确性。     

分布式电源并网惯性功率补偿研究

虚拟同步电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)通过引入转动惯量提高系统频率稳定,但相较于分布式电源(Distributed Generation, DG)传统并网模式,其控制算法复杂,设备成本高,惯量设置分散。针对如何在不改变现有DG传统并网系统的前提下,更简单经济地增加系统的转动惯量展开研究。首先,分析虚拟同步电机暂态响应过程,经过功率解耦分解出转子惯性功率。然后,基于转子惯性功率响应特性和超级电容的运行特性,借鉴静止无功补偿器(Static Var Compensator, SVC),提出静止惯性补偿器(Static Inertia Compensator, SIC)的概念。最后,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,验证所提想法的有效性。结果表明,SIC通过检测频率变化情况向节点提供惯性功率,可以提高系统转动惯量从而增强系统频率稳定,能够达到虚拟同步电机稳定频率的效果。     

导入静态转子和虚拟调节阀的虚拟同步电机控制策略

虚拟同步电机(virtual synchronous generator,VSG)通过配置储能单元提供功率补偿稳定系统频率和一次调频,但单一形式的储能无法解决功率密度和能量密度的矛盾。分析了同步电机暂态响应过程,分解出不同动态响应特性的转子惯性功率和调节阀功率。通过对比不同储能类型的运行特性,理论分析了引入混合形式储能的可行性。提出在虚拟同步电机结构中引入铅酸蓄电池和超级电容,通过反馈不同的参考量使得不同特性的静态储能模拟旋转转子和机械调节阀,从而分别实现了不同的功率配置。最后,在Matlab/Simulink中搭建相关仿真模型,验证所提想法的有效性。     

基于Brauer定理的多变流器并网系统小干扰稳定性分析

高比例新能源和高比例电力电子设备(简称“双高”)并网会引起电力系统的宽频振荡问题。采用传统阻抗分析法研究多变流器并网系统(multiple grid-connected-converter system,MGCCS)小干扰稳定性问题存在一定局限。该文将多变流器并网系统建模为负反馈模型,并基于Brauer定理提出一种充分稳定性判据。最后,通过一个包含7个变流器群的并网系统验证所提判据的有效性。理论分析与时域仿真证明该判据计算复杂度较低,具有分析高阶系统小干扰稳定性问题的潜力,且其作为充分判据的保守性较低,有利于指导并网系统的参数设计。     

基于MERS的永磁风力发电机电抗补偿策略

针对永磁风力发电机采用无源整流结构时,由于整流桥特性及交流电抗所引起的发电机电流谐波大、功率因数低、效率低等缺点,研究了一种基于磁能恢复开关(MERS)的发电机交流电抗补偿方法,理论分析和仿真结果表明MERS能改善永磁风力发电机的机侧功率因数,并产生电压来补偿发电机同步电抗的影响,从而提高风电系统的输出功率和效率。     

一种ZVT双PWM变换器的拓扑与实验研究

在分析比较现有几种ZVT逆变器结构的基础上,应用其中最简便的一种ZVT拓扑构造一个双PWM变换器主电路,并采用优化的SAPWM模式对该双PWM变换器的动作模式、控制策略作了理论分析和实验研究.该ZVT辅助谐振电路结构简单,控制方便,且由于辅助谐振电路仅在变换器双三相桥臂上的功率开关器件开通的前若干μs时间内进行软开关工作,其功率损耗很小,从而提高了系统的效率.采用本拓扑的双PWM变换器无论从电网输入的电流波形、功率因数,还是变流器输出的电流波形都保持着良好的性能,从而证明了本拓扑结构和控制方法的正确性.